Vyrobte si elektřinu vlastní silou!

Proč používáme elektřinu?

Hlavním důvodem je její snadný přenos na velké vzdálenosti. V minulosti se elektřina nepoužívala, a tak bylo nutno např. zrní přivézt do vodního mlýna k řece nebo do větrného mlýna na kopec. Jedině tam byl totiž zdroj energie – vodní nebo větrné. Dnes je to opačně. Energii (elektrickou) přivedeme do místa, kde chceme „zrní semlít“. Je to pohodlnější. Dnes se mimo to elektřina používá i pro přenos informací (TV, internet), tj. nikoliv jen pro přenos energie.

Jak vyrábět elektřinu?

Na Zemi je zatím znám jediný hospodárný způsob výroby elektrické energie, a to pohyb vodiče v magnetickém poli nebo pohybovat (otáčet) magnetem uvnitř cívky, navinuté z měděného vodiče. Elektřinu lze vyrábět i jinak, třeba ze slunečního světla. Celosvětový hlad po energii však zatím touto cestou řešit nelze.

Jak získat pohyb pro magnety?

Není problém -postavíme vodní kola (turbíny), vrtule na vítr - větrné turbíny a od 18. století též turbíny na páru. Zatímco voda a vítr jsou zdroje energie obnovitelné (Slunce je obnovuje vlastně každý den), v elektrárnách páru získáváme spalováním uhlí nebo štěpením uranu a tyto suroviny jsou neobnovitelné.

Kolik energie má člověk?

Zjistíte to osobně na našem šlapacím kole! A jaký je vlastně rozdíl mezi energií a výkonem? Jednoduchý příklad. Z plzeňského náměstí je severovýchodním směrem 7 km kopec Krkavec. Jeho vrchol je 504 m nad mořem. Nadmořská výška náměstí je asi 304 m nad mořem, takže výškový rozdíl je přibližně 200m.

Zanedbáme-li tření a veškeré další ztráty, je potřebná energie na zdolání převýšení pro cyklistu o hmotnosti 100 kg (včetně kola)

E=mgh=100 x 10 x 200 =200kJ=200kWs=0,056kWh.

Otázkou ale je, jak dlouho na vrchol Krkavce pojedeme. Potřebujeme-li na to např. hodinu, máme průměrný výkon P=E/t=0,056/1=54W. Trénovaný, stejně těžký sportovec tam však může být již za 15 minut, tj. čtyřikrát rychleji. Jeho výkon je pak 224W. A přitom energii potřebovali oba stejnou! Sportovec prostě dokáže podat větší výkon, tj. udělá stejnou práci za kratší dobu.